Mobile IPv6 セキュリティ

Arnaud Ebalard ( アルノー・エバラール ）- EADS コーポレート・リサーチ・センター・フランス Guillaume Valadon ( ギョーム・バラドン )

- 東京大学／ パリ第 6 大学情報学研究所

概要

3.IPv64.Mobile IPv65.セキュリティと Mobile IPv6

2.デフォルトの保護

3.IPsec

IPv6

IPv4 との違い•機能上の変更

2.エンド・ツー・エンドの通信

3.ARP の代わりに ICMPv6 を用いる

•構造上の変更

6.固定長ヘッダ

7.ソースにおける断片化、チェックサムなし

8.ヘッダのチェイン化による拡張／オプション

IPv6 ヘッダ

Functional changes:End-to-End communications

ARP replacement uses ICMPv6

Structural changes:Fixed length header

Fragmentation at the source; no checksumExtensions/options through header chaining

拡張

ルーティングヘッダ

IPv6 アドレス

•階層的／地理的

•64 ビット・プレフィックス

•動的に生成されるインターフェイス ID

自動設定• ICMPv6 を基にしたメカニズム

•ステップ

3.アクセスルータによって通知された IPv6 プレフィックスの検索（ RS ／ RA ：ルータ要請／ルータ通知）

4.固有インターフェイス ID の生成

5.グローバルアドレスの生成：プレフィックスおよび固有のインターフェイス ID の連結

Mobile IPv6RFC 3775

なぜ ?3.どこにいても同じ IPv6 アドレスを使用

4.トランスポート層に対してのメディア変更を透過的にする

5.移動中の接続を維持

➡ラップトップ／ PDA を、今日の携帯電話の使用方と同じ方法で使用

課題•ルーティングが地理的なものであり、 IP アドレスが二重の機能を持っている

✓ 識別子 : 機器の識別

✓ ロケータ : ネットワーク上の地理的位置

•アーキテクチャ上の制約

5. 実際のエンドノードとの互換性

6. 実際のルーティングシステムを変更していない

➡ MIPv6 は、エンドポイントに実装されているのみ

どのように ? •プロトコルを IPv6 スタックに統合

•2 つの IPv6 アドレスを利用して、識別子とロケータの機能を分離

• HoA （ホームアドレス）

• CoA （気付アドレス）

•3 つの新たなエンティティ

• 移動ノード (MN) 、 CoA に関係なく、 HoA で通信可能

• ホームエージェント (HA) 、 HoA と現在の CoAを対応付ける

• 対応ノード (CN)

動作

HoA: MN のパーマネントアドレス（識別子）CoA: 出先ネットワークにおける MN のアドレス（ロケータ）

?

詳細

新たな拡張機能• パケットのイングレスフィルタリング通過を可能にする。

IPv6 ヘッダには常に、 HoA ではなく CoA が含まれる

• トポロジーの正確さを維持

1.タイプ 2 ルーティングヘッダ

•以前導入されたタイプ 0 ルーティングヘッダの制限バージョン（ただし、アドレスを 1 つだけ持つ）

•パケットの本当の終点アドレス（ HoA ）を MN に提供

2.ホームアドレスオプション（ HAO ）

•パケットの本当の始点アドレス（ HoA ）を MN から提供

タイプ 2ルーティングヘッダ

ホームアドレスオプション（ HAO)

三角ルーティング

最適なルーティングを提供

困難な課題•安定した状態での MN-CN 間の通信の最適化

•ルーティングプレーンを利用した、識別子とロケータ間の関係の確保

✓ HoA および CoA において MN が通信可能であることを検証

➡CN に送信される対応付け更新（ BU ：Binding Update ）に署名する鍵を生成する

リターンルータビリティ手順

HoT: Home of Test　　　　（ホームテスト）CoT: Care of Test

　　　　（気付テスト）

RRP 要約

•目標：三角ルーティングの回避

•仮説： MN-CN 間に信頼関係が存在しない

•欠如：データの完全性／機密性を提供しない

➡ 効率性とセキュリティのトレードオフ

セキュリティ および

Mobile IPv6

可能性のあるターゲット

1.ネットワークインフラを保護

➡ ステートレスな動作、慎重な設計

2.MN-HA間の通信を保護（シグナリングとデータ）

➡ IPsec3.MN-CN間の直接通信を保護 （シグナリングとデータ）

➡ リターンルータビリティ手順

4.信号伝達 MN <-> HA5.トンネル MN<-> 6.信号伝達 MN <-> CN7.データトラフィック <-> CN➡ リターンルータビリティ手順

インフラの保護

課題とソリューション•アドバイス：「既存のインターネットに害を及ぼすな」

•スプーフィング（なりすまし）防止

2.HoA 所有者の証明

3.特化した拡張： HAO およびタイプ 2 ルーティングヘッダ

•DoS防止4.インフラに対して：「 1 つのメッセージが受信され、 1 つのメッセージが送信される」

5.CN に対して：ステートレスな交換

MN-CN 間の通信

リターンルータビリティ手順•HoT ／ HoTI 、 CoT ／ CoTI および BU ／ BACK の

交換

2.CN ： MN が HoA と CoA の両方でトラフィックを受信／送信できることを検証する

3.MN ： CN に対して送信される BU に署名する鍵を生成する

•想定される問題（ MiTM 、盗聴）

•ホームネットワークに対する攻撃者 •フォーリンネットワークに対する攻撃者

•両ネットワークに対する攻撃者

MN-HA 間の通信

IPsec• IPsec に対する根拠

2.IPv6 スタックにおいて必須

3.エンド・ツー・エンド通信

•保護されるべきもの

5.シグナリングメッセージ（即ち、 BU および BACK）

6.データトラフィック（即ち、 MN-HA 間のトンネル）

7.リターンルータビリティ手順（即ち、 HoTI ／ HoT ）

➡MIPv6 ／ IPsec ／ IKE のやりとりに関連する問題

シグナリングトラフィック

基本

SA2

SA1

BU

BACK

SA1: HoA から HA@ に送られる BU => トランスポートモードの ESPSA2: HA@ から HoA に送られる BACK=> トランスポートモードの ESP

IPsec と MIPv6 の連携

•対応付け更新 （ BU)• 送信： IPsec 保護、 HAO オプションに

よる CoA と HoA の切り替え

• 受信： IPsec処理前のアドレス切り替え

•対応付け確認通知：タイプ 2 ルーティングヘッダに適用される処理と同種

ブートストラッピング

•SA （セキュリティアソシエーション）の設定は、 BU ／BACK 送信前に実行されなければならない

•静的鍵交換では問題なし

•動的鍵交換では、誰かが、 HoA に関連する SA のネゴシエーションのため、 CoA を利用するよう IKE デーモンに命令しなければならない。 HoA はまだ有効ではない

•PF_KEY SADB_X_EXT_PACKET 拡張

•ネゴシエーションを起動した BU パケットを含む

•CoA を IKE デーモンに提供する

データトラフィック

トンネルモード SA のマイグレーション•最初に、トンネルモードの SP( セキュリティポリシー ) ／

SA が MN の HoA を利用する（設定時間には CoA が分かっていない）

•SA トンネルのエンドポイントの自動更新が MN ／ HA において実行される

•MN が BU を送信し、 HA がそれを受信すると、 MIPv6 スタックが PF_KEY MIGRATE メッセージを送信する

•メッセージの受信が、以下を起動する

•カーネルによる SP ／ SA 更新

•[IKE デーモンの内部構造の更新 ]

Mobile Mobile IPv6IPv6

IKEIKE デーモンデーモン

SPDSPD SADSAD

PF_KEY ソケットユーザランドカーネル

1. PF_KEY MIGRATE 4. MAJ SPD & SAD

3. MAJ SAD2. MAJ SPD

結論

•識別子とロケータの分離は、今日のインターネットと互換性がある

•「境界セキュリティ」の終焉？

•ビルトイン型セキュリティのメカニズム：IPsec および RRP

結論

想定される展開

•標準的

•RRP

•将来 ?!?

今後の取り組み

1.MN-MN 間のトラフィックに IPsec 保護を活用する

3.新たな前提条件： MN-MN 間の信頼関係（例： PKI環境）

4.IKEv2 統合

デモンストレーション

実装

•Tests effectues avec MIPL et Shisa•descriptions succintes des resultats•la demo est la pour ca•preparer des slides en cas de

demo bonaldi

•presentation de la demo/testbed

•ping6 ?

•stream video/audio ? <- couillu :-p

結論実装

•retourner a la maison•migrate pour dynamic keying

ご質問は ?それともコーヒー ?

バックアップスライド

NEMO

ネットワーク全体が移動する

移動ルータ